JPH05206668A - 電子装置の強制空冷装置 - Google Patents

電子装置の強制空冷装置

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JPH05206668A
JPH05206668A JP4012433A JP1243392A JPH05206668A JP H05206668 A JPH05206668 A JP H05206668A JP 4012433 A JP4012433 A JP 4012433A JP 1243392 A JP1243392 A JP 1243392A JP H05206668 A JPH05206668 A JP H05206668A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 システムの高速化および高密度実装化に対応
できる平面実装と、経済的なブックシェルフ実装とを融
合させた実装形態を有する電子装置の冷却に適する強制
空冷装置に関し、実装形態(発熱量)に見合ったファン
を搭載することができるとともに、低騒音で高い冷却能
力を実現することを目的とする。 【構成】 平面実装部とブックシェルフ実装部とから構
成される電子装置を強制空冷する電子装置の強制空冷装
置において、ブックシェルフ実装部の上部あるいは下部
の少なくとも一方に設置され、ブックシェルフ実装部を
強制空冷するファンと、平面実装部の前面に設置され、
平面実装部に空気を吹きつける噴流冷却により強制空冷
するファンと、上部周辺のみに開口部を有して平面実装
部を覆うエアガイドと、エアガイドの開口部から平面実
装部を冷却した空気をその上段のブックシェルフ実装部
へ誘導する対流誘導板とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、システムの高速化およ
び高密度実装化に対応できる平面実装と、経済的なブッ
クシェルフ実装とを融合させた実装形態を有する電子装
置の冷却に適する強制空冷装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の交換装置その他の電子装置は、回
路パッケージおよびバックワイヤリングボードからなる
3次元ブックシェルフ実装形態となっており、通信デー
タが回路パッケージ,パッケージコネクタ,バックワイ
ヤリングボード,ケーブル等を双方向に伝送する構成に
なっている。
【0003】しかし、3次元ブックシェルフ実装形態で
は数十〜数百Mbps を越える高速通信データを扱うこと
ができず、例えば非同期転送モード(ATM)のATM
交換機やATM多重化装置のように高速通信データを多
数扱う装置には不向きであった。したがって、このよう
な装置には高速化および高密度実装化に対応できる平面
実装形態が用いられるが、これは外部装置との接続を行
うインタフェース回路のように低速および低密度の回路
に対しては不経済な実装形態である。そこで、平面実装
部とブックシェルフ実装部とを融合させ、小規模装置か
ら大規模装置までにわたって必要性能を確保しながら経
済的に構成できる電子装置が提案された(特願平4−8
756、「ディジタル通信装置」)。
【0004】ところで、このような電子装置の平面実装
部は発熱量が大きいが、ブックシェルフ実装部は消費電
力が小さく発熱量も小さい。したがって、それらを冷却
する強制空冷装置も従来とは異なる工夫が必要になって
きた。
【0005】図2は、従来の強制冷却装置の構成を示す
図である。なお、ここでは従来の強制冷却装置を平面実
装部とブックシェルフ実装部とを融合させた3次元実装
構成の電子装置の冷却手段として用いたときの構成を示
す。
【0006】図において、インタフェースカード31
は、LSI回路32を搭載し、ケーブルコネクタ33を
介して接続される外部装置とインタフェースをとる構成
になっており、インタフェースカード用バックプレーン
34およびインタフェースカード搭載ユニット35で構
成される筐体にブックシェルフ実装される。一方、平面
実装部は、高速化および高密度実装化により消費電力が
大きいLSI搭載ケース36を多数搭載したマルチチッ
プモジュール37と、ブックシェルフ実装部に接続する
ためのコネクタ38とを搭載した小型平面実装ボード3
9をインタフェースカード用バックプレーン34に装着
して構成される。
【0007】また、ファンユニット41は複数(ここで
は3個)のファン42を搭載した構成になっており、さ
らに複数個(ここでは3個)集合させて平面実装部およ
びブックシェルフ実装部に空気を搬送する。この3個の
ファンユニット41はファンユニット搭載枠43に収納
され、図示しない柱を介してインタフェースカード搭載
ユニット固定部40とファンユニット固定部44とを結
合し、インタフェースカード搭載ユニット35に連結さ
れる。
【0008】なお、ファン42が故障した場合には、そ
の障害ファンを搭載したファンユニット41を交換する
構成になっており、各ファンユニット41には引き出し
用の引き手45が設けられる。
【0009】図3は、従来の強制空冷装置の構成を示す
側面図および各段の空気温度の変化を示す図である。な
お、ここでは平面実装部とブックシェルフ実装部とを有
する電子装置が複数段積み重ねられるものを対象とす
る。
【0010】図において、各段の電子装置は図2に示す
ものと同様であり、対応する部分を同一符号で示す。な
お、マルチチップモジュール37に搭載される各LSI
搭載ケース36には、空冷ヒートシンク51が装着され
る。
【0011】ここに示す強制空冷装置は、各段の電子装
置がファンユニット41の各ファン42により一括して
強制空冷される構造になっており、ファン421 は主に
平面実装部の強制空冷に用いられ、ファン422 ,42
3 は主にブックシェルフ実装部の強制空冷に用いられ
る。ここで、ブックシェルフ実装部を通過する空気流を
とし、平面実装部を通過する空気流をとして、各段
の電子装置を通過するときの空気温度の変化をその右側
に示す。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図3に示す強制空冷装
置では、各段の電子装置が一括して強制空冷される構造
になっているので、上流側で温められた空気が下流側の
電子装置を冷却することになり、上段に向かうほど空気
温度が上昇していた。特に、高発熱の平面実装部におけ
る空気温度の上昇はかなり大きくなっており、冷却能力
の低下が著しくなっていた。
【0013】また、従来のファンユニット41は、引き
出し操作が不可欠であるために各ファン42のサイズが
同一になっていた。したがって、高発熱な平面実装部の
冷却に対応してファンのサイズを選定すると、ブックシ
ェルフ実装部には過剰な空気が搬送されてしまうばかり
でなく騒音も増大していた。
【0014】本発明は、実装形態(発熱量)に見合った
ファンを搭載することができるとともに、低騒音で高い
冷却能力を有する電子装置の強制空冷装置を提供するこ
とを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、平面実装部と
ブックシェルフ実装部とから構成される電子装置を強制
空冷する電子装置の強制空冷装置において、前記ブック
シェルフ実装部の上部あるいは下部の少なくとも一方に
設置され、ブックシェルフ実装部を強制空冷するファン
と、前記平面実装部の前面に設置され、平面実装部に空
気を吹きつける噴流冷却により強制空冷するファンと、
上部周辺のみに開口部を有して前記平面実装部を覆うエ
アガイドと、前記エアガイドの開口部から平面実装部を
冷却した空気をその上段のブックシェルフ実装部へ誘導
する対流誘導板とを備えたことを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明は、平面実装部とブックシェルフ実装部
のそれぞれを冷却するファンを独立に設けることによ
り、各実装形態に対応する発熱量に見合ったサイズのフ
ァンを搭載することができる。したがって、効率のよい
空冷が可能になるとともに、不要な騒音を回避すること
ができる。
【0017】さらに、平面実装部とブックシェルフ実装
部とから構成される電子装置を多段構成した場合に、各
段の平面実装部をそれぞれ前面から独立に冷却すること
ができるので、許容温度上昇値を大きくすることがで
き、冷却能力を向上させることができる。また、平面実
装部は噴流冷却が行われるので、熱伝達係数を大幅に増
加させることができ、同様に冷却能力を向上させること
ができる。
【0018】
【実施例】図1は、本発明の強制空冷装置の一実施例構
成を示す図である。図において、ブックシェルフ実装部
と平面実装部を有する電子装置は、図2および図3に示
すものと同様であり、ここでは3段構成で筐体10に収
容された状態を示す。
【0019】本発明の特徴とするところは、筐体10の
下部に設けられるファンユニット41をブックシェルフ
実装部の冷却に用い、平面実装部の冷却はその前面に設
けたファンユニット11に搭載されるファン12から行
う構成にある。すなわち、各平面実装部の空冷ヒートシ
ンク51にはファン12から直接与えられる空気が衝突
し、噴流冷却を行う構成になっている。ここで、上部周
辺に開口を有するエアチャンバ13が平面実装部を囲む
ように設置され、その開口部には平面実装部を冷却した
空気をブックシェルフ実装部へ誘導するための対流誘導
板14が設けられる。
【0020】このような構成では、ブックシェルフ実装
部は従来と同様にファン42により一括して強制空冷さ
れる。その空気流をとする。一方、平面実装部は、空
冷ヒートシンク51の前面に設けたファン12から吹き
つけられる空気により強制空冷される。その空気の流れ
は次のようになる。筐体10の下部から供給される空気
流は、各段のファン12が吸い込んで各平面実装部の
空冷ヒートシンク51に均一流量で吹きつける空気流
となる。平面実装部を冷却して温められた空気は、エア
チャンバ13があるために平面実装部の上部のみに流れ
る空気流となり、さらにその上部には対流誘導板14
があるためにブックシェルフ実装部に誘導される空気流
となる。ここで、空気流は、ブックシェルフ実装部
を冷却している空気流と合流し、下流側に位置するブ
ックシェルフ実装部の冷却に使用される。
【0021】このように、各段の平面実装部には新鮮な
(低温)空気が供給され、図1に空気流〜で示すよ
うに各段における温度上昇率を均一化することができる
ので、許容温度上昇値を大きくすることができ、冷却能
力を向上させることができる。さらに、空冷ヒートシン
ク51は噴流冷却されるので熱伝達係数を大幅に増加さ
せることができ、その結果、空冷ヒートシンク51から
冷却空気までの熱抵抗を大きく低減することができ、同
様に冷却能力を向上させることができる。
【0022】一方、ブックシェルフ実装部を冷却する空
気流の温度は従来と同様に段々に上昇していく。さら
に、平面実装部で温められた空気流が空気流に合流
するために、その分の温度上昇をもたらすことになる。
しかし、空気流は各段で均一に発生しているために、
下流に向かうほど全流量は増加する。一般に、空気の温
度上昇値ΔTは、 ΔT=消費電力/空気密度/空気比熱/通過する空気の
流量 で算出される。したがって、流量を増すことにより温度
上昇値ΔTを低く抑えることができる。すなわち、ブッ
クシェルフ実装部の温度上昇は、平面実装部で温められ
た空気流が流れ込むものの、流量増加によって低く抑
えることが可能となる。
【0023】なお、以上示した実施例構成では、筐体1
0に電子装置を3段積み重ねたものを示したが、1段の
ものを含めて他の段数のものでも同様に本発明を適用す
ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、高発熱の
平面実装部と低発熱のブックシェルフ実装部とから構成
される電子装置を多段構成したときに、各平面実装部を
冷却する空気温度を均一かつ低温にすることができるの
で、大幅に冷却能力を向上させることができる。また、
平面実装部は噴流冷却される構造となるので、熱伝達係
数を大幅に増加でき、同様に大幅な冷却能力の向上が期
待できる。
【0025】また、平面実装部用とブックシェルフ実装
部用のファンユニットを分離できるので、各実装形態に
対応する発熱量に見合ったファンを搭載することがで
き、騒音の増大を抑えつつ、効率のよい空冷を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の強制空冷装置の一実施例構成を示す図
である。
【図2】従来の強制冷却装置の構成を示す図である。
【図3】従来の強制空冷装置の構成を示す側面図および
各段の空気温度の変化を示す図である。
【符号の説明】 10 筐体 11 ファンユニット 12 ファン 13 エアチャンバ 14 対流誘導板 31 インタフェースカード 32 LSI回路 33 ケーブルコネクタ 34 インタフェースカード用バックプレーン 35 インタフェースカード搭載ユニット 36 LSI搭載ケース 37 マルチチップモジュール 38 コネクタ 39 小型平面実装ボード 40 インタフェースカード搭載ユニット固定部 41 ファンユニット 42 ファン 43 ファンユニット搭載枠 44 ファンユニット固定部 51 空冷ヒートシンク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面実装部とブックシェルフ実装部とか
    ら構成される電子装置を強制空冷する電子装置の強制空
    冷装置において、 前記ブックシェルフ実装部の上部あるいは下部の少なく
    とも一方に設置され、ブックシェルフ実装部を強制空冷
    するファンと、 前記平面実装部の前面に設置され、平面実装部に空気を
    吹きつける噴流冷却により強制空冷するファンと、 上部周辺のみに開口部を有して前記平面実装部を覆うエ
    アガイドと、 前記エアガイドの開口部から平面実装部を冷却した空気
    をその上段のブックシェルフ実装部へ誘導する対流誘導
    板とを備えたことを特徴とする電子装置の強制空冷装
    置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5638895A (en) * 1996-03-25 1997-06-17 Dodson; Douglas A. Twin fan cooling device
US5787971A (en) * 1996-03-25 1998-08-04 Dodson; Douglas A. Multiple fan cooling device
US5793608A (en) * 1996-06-11 1998-08-11 Sun Microsystems, Inc. Cooling system for enclosed electronic components
US6222729B1 (en) 1998-07-28 2001-04-24 Nec Corporation Electronic device cooling system having guides for guiding a flow of the air evenly
CN108903351A (zh) * 2018-07-02 2018-11-30 华北理工大学 一种图书馆用防尘防霉书架

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